(57)【要約】【課題】大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体において、レイヤージャンプの所要時間が短縮でき、また、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にする。【解決手段】図３−１（ａ）に示す多層情報記録媒体において、図３−１（ｂ）に示す単層情報記録媒体と同じ基板厚（光入射面から記録層までの距離）における記録層Ｌ０では、トラックピッチを単層情報記録媒体と一致させ、基準となる基板厚の前記記録層Ｌ０から離れるに従い、記録層Ｌ１，Ｌ２のトラックピッチを拡大させる。【選択図】図３−１
2006012383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、記録および再生動作が可能な情報記録／再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
前記多層情報記録媒体における前記各記録層のトラックピッチが、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた案内溝が形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚におけるトラックピッチが最小値となる条件の案内溝を形成したことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項２】
波長４００〜４２０ｎｍ，対物レンズのＮＡ０.６３〜０.６７の光学系により、記録／再生される多層情報記録媒体において、各記録層の基板厚をｄｉ、トラックピッチをＰｉとすると、（数１）の式を満足することを特徴とする請求項１記載の多層情報記録媒体。
【数１】
2006012383.tif 000033
【請求項３】
スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、再生動作が可能な情報再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
前記単層情報記録媒体における光入射面から記録層までの基板厚を基準として、前記複数の記録層において前記基板厚が遠ざかる記録層における案内溝のトラックピッチを広く形成したことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項４】
隣接する記録層（ｍ層，ｎ層）のトラックピッチＴＰｍ，ＴＰｎの関係が、（数２）の式を満足することを特徴とする請求項１記載の多層情報記録媒体。
【数２】
2006012383.tif 000034
【請求項５】
各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層における半径方向の光スポットの光学解像度（ＭＴＦ）に等しくなるトラックピッチの前記案内溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の多層情報記録媒体。
【請求項６】
記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、記録および再生動作が可能な情報記録／再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
前記多層情報記録媒体における各記録層の最短マーク長が、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた記録マークが形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成したことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項７】
各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層における最短マーク長に対する光スポットのデータ記録方向における光学解像度（ＭＴＦ）に等しくなる記録マークを形成したことを特徴とする請求項６記載の多層情報記録媒体。
【請求項８】
波長４００〜４２０ｎｍ、対物レンズのＮＡ０.６３〜０.６７の光学系により、記録／再生される多層情報記録媒体において、各記録層の基板厚をｄｉ、最短マーク長をＳｉとすると、（数３）の式を満足することを特徴とする請求項６または７記載の多層情報記録媒体。
【数３】
2006012383.tif 000035
【請求項９】
記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、記録および再生動作が可能な情報記録／再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
前記多層情報記録媒体における各記録層のトラックピッチが、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた案内溝が形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚におけるトラックピッチが最小値となる条件の案内溝を形成すると同時に、前記多層情報記録媒体における各記録層の最短マーク長が、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた記録マークが形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成したことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１０】
スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、再生動作が可能な情報再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
前記単層情報記録媒体における光入射面から記録層までの基板厚を基準として、前記複数の記録層において前記基板厚が遠ざかる記録層における記録データの最短マーク長を広く形成したことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１１】
隣接する記録層（ｍ層、ｎ層）の最短マーク長Ｄｍ、Ｄｎの関係が、（数４）の式を満足することを特徴とする請求項１０記載の多層情報記録媒体。
【数４】
2006012383.tif 000036
【請求項１２】
各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層におけるデータ記録方向の光スポットの光学解像度に等しくなる最短マーク長の記録マークを形成することを特徴とする請求項１０または１１記載の多層情報記録媒体。
【請求項１３】
スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、スパイラル状に案内溝が形成された記録層を片面に複数有する多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、再生動作が可能な情報再生装置に適用される多層情報記録媒体であって、
各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層における半径方向の光スポットの光学解像度（ＭＴＦ）に等しくなるトラックピッチの前記案内溝が形成されていると同時に、各記録層には、単層情報記録媒体の記録層におけるデータ記録方向の光スポットの光学解像度に等しくなる最短マーク長の記録マークが形成されることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
いずれかの記録層の基板厚（光束入射面から各記録層までの距離）と、単層情報記録媒体の基板厚とが等しいことを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１５】
請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
記録媒体固有の情報を記録層の前記案内溝の微小ウォブルによって得ることができる多層情報記録媒体において、
前記単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル変位量に対するトラックピッチの割合と、各記録層のウォブル変位量に対するトラックピッチの割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１６】
請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
記録媒体固有情報を記録層の案内溝の微小ウォブルによって得ることができる多層情報記録媒体において、
単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル周期に対する最短マーク長の割合と、前記多層情報記録媒体の各記録層のウォブル周期に対する最短マーク長の割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１７】
請求項１０〜１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
記録媒体固有情報を記録層の案内溝の微小ウォブルによって得ることができる多層情報記録媒体において、
単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル周期に対するチャネルビット長（データ記録マークまたはピットの最小単位データ長）の割合と、ウォブル周期に対するチャネルビット長の割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１８】
請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
各記録層には、トラックピッチに関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいはトラックピッチに関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項１９】
請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
各記録層には、全記録層のトラックピッチに関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは全記録層のトラックピッチに関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項２０】
請求項１０〜１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
各記録層には、記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項２１】
請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
各記録層には、記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項２２】
請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、
各記録層には、全記録層の記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは全記録層の記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする多層情報記録媒体。
【請求項２３】
記録層を片面に１層有する単層情報記録媒体と、記録層を片面に複数有するデータの書き込みが可能な多層情報記録媒体とのいずれの記録層に対しても、記録動作が可能な情報記録装置であって、
前記多層情報記録媒体における各記録層に記録される最短マーク長を、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた記録マークで形成し、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成することを特徴とする情報記録装置。
【請求項２４】
単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚に対して、近い記録層から遠い記録層に記録するに従い、データを記録する時の情報記録媒体の回転速度を速くするように設定したことを特徴とする請求項２３記載の情報記録装置。
【請求項２５】
単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚に対して、近い記録層から遠い記録層に記録するに従い、データを記録する時の記録パルス時間を長くするように設定したことを特徴とする請求項２３記載の情報記録装置。
【請求項２６】
請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、
多層情報記録媒体を記録する時の情報記録媒体回転速度を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から遠い記録層に記録するに従い速くするように設定したことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２７】
請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、
多層情報記録媒体を記録する時の記録パルス時間を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から遠い記録層に記録するに従い長くするように設定したことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、
多層情報記録媒体の各記録層にデータを記録する順番を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から順次記録するように設定したことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２９】
請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体に記載された情報を再生するため、メインビームとサブビームとによる差動プッシュプル法を用いてトラック制御を行う情報再生装置であって、
トラック制御において各記録層における案内溝のトラックピッチに応じて、前記サブビームによるプッシュプル信号のゲイン比を変えるように設定したことを特徴とする情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層情報記録媒体（２層情報記録媒体を含む）の多層構造、その情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置、および、その情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体の大容量化を実現する手段として多層情報記録媒体がある。多層情報記録媒体において、現在、実用化されているものには、２層ＤＶＤ−ＲＯＭ（ビデオフォーマット）、あるいは２層ＤＶＤ＋Ｒといった規格がある。
【０００３】
２層ＤＶＤ＋Ｒの構造は、図１０に示す説明図のように、光が入射する側から、第１の基板１，半透過膜（Ｌ０層）２，中間層３，金属反射膜（Ｌ１層）４，第２の基板５を順に積層したものである。
【０００４】
図１０において、信号情報は、半透過膜２の表面または金属反射膜４の表面にパターン形状として記録される。基板１，５は一般的にポリカーボネートが用いられ、中間層３は紫外線硬化型もしくは熱硬化型の樹脂が用いられる。また、半透過膜２はシリコンもしくは銀，アルミなどが用いられ、金属反射膜４には主に銀あるいはアルミが用いられる。
【０００５】
ユーザによりデータ記録が可能な単層ＤＶＤ＋Ｒと２層ＤＶＤ＋Ｒでは、基板厚（光束入射面から各記録層までの距離）が異なるため、球面収差が生じる。
【０００６】
さらに、図１１（ａ）に示す２層情報記録媒体と図１１（ｂ）に示す単層情報記録媒体では，各記録層においてトラックピッチが等しいため、収差補正手段のない同一の光学系ではデータの記録および再生品質が低下する。
【０００７】
そこで、単層情報記録媒体と２層情報記録媒体とにおいて、記録および再生品質を同一にする技術として、球面収差補正素子を搭載した光学系が開発されてきた。例えば、特許文献１に記載されているように、対物レンズ以外のレンズを駆動することで、対物レンズに入射する光学倍率を変え、球面収差を補正する技術、あるいは、特許文献２に記載されているように、対物レンズに入射する光の位相を、液晶の屈折率差を利用してずらすことにより、球面収差を補正する技術が知られている。
【０００８】
また、これらの球面収差補正技術を用いる場合、情報記録媒体を記録装置にセットしたときに、単層情報記録媒体と２層情報記録媒体とにおいて、球面収差補正素子を同一位置で認識することにより、初期アクセス速度を向上する技術として、特許文献３〜５に記載されているような技術が知られている。
【０００９】
これら技術は、いずれも情報記録媒体の記録層を単層情報記録媒体と２層情報記録媒体のいずれかの記録層において一致させるという手法を用いている。
【００１０】
近年、情報記録媒体のアクセス速度は高速であることが強く求められており、多層情報記録媒体においても、初期アクセス速度だけではなく、さらなる高速アクセスを実現する必要がある。その内の一つとして、記録時あるいは再生時におけるレイヤージャンプ（各記録層間を集光スポットが移ること）の所要時間の短縮が挙げられる。
【００１１】
従来の技術では、レイヤージャンプを行うときには、対物レンズのフォーカス移動と共に、球面収差補正素子の移動まで行う必要があり、長い所要時間を必要としていた。
【００１２】
そこで、球面収差補正素子を使わないことで、高速なアクセスを可能にし、かつ各記録層で信号品質を同等に保つための技術として、基板厚差による線形的なスポット径の劣化とスポット径に対する情報密度の割合との関係から、各記録層の情報（トラックピッチや最短マーク長）を各記録層の基板厚差に対して線形的に変えるという技術が特許文献６によって開示されている。
【特許文献１】特開平０５−２６６５１１号公報
【特許文献２】特許第２８９５１５０号公報
【特許文献３】特開２００２−３５２４６９号公報
【特許文献４】特開２００３−２８１７７９号公報
【特許文献５】特開２００３−３４６３７９号公報
【特許文献６】特開平１１−１６２０７号公報
【特許文献７】特開２００３−９１８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、高密度化が進んだ次世代の情報記録媒体（例えば波長４０５ｎｍの光源を用いるもの）では、再生信号における信号劣化の寄与は、収差劣化に伴うスポット径拡大よりも、収差劣化に伴う光学解像度に寄与する所が大きいことが分かってきた。これは、表１に示すようにスポット径に対するトラックピッチや最短マーク長の割合が小さくなってきており、単位スポット径に対して情報量が増加してきているためである。
【００１４】
【表１】
2006012383.tif 000003
このような光密度化が進んだ情報記録媒体において、多層化により情報量を増加させた場合、基板厚誤差による球面収差によってスポット径の劣化以上に、光学解像度が大きく変化する。このため、高密度な光ディスクにおいて、再生信号の劣化を抑えることのできる多層情報記録媒体、もしくは多層情報記録媒体に記録可能な情報記録装置が望まれている。
【００１５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、高密度で大容量な情報を記録および再生が可能な多層情報記録媒体において、レイヤージャンプの所要時間が短縮でき、また単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することが可能な多層情報記録媒体を提供すること、および、これらの多層情報記録媒体を記録および再生することが可能な小型な情報記録装置および情報再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間を短縮できるようにするため、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録することを可能にするため、前期多層情報記録媒体における各記録層のトラックピッチが、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた案内溝が形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚におけるトラックピッチが最小値となる条件の案内溝を形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録すると共に、高密度な記録を行うために、波長４００〜４２０ｎｍ、対物レンズのＮＡ０．６３〜０．６７の光学系により、記録再生される多層情報記録媒体において、各記録層の基板厚をｄｉ、トラックピッチをＰｉとすると、（数１）の式を満足することを特徴とする。
【００１８】
【数１】
2006012383.tif 000004
請求項３に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間が短縮できるようにするため、記録層にスパイラル状に案内溝が形成された円盤状の情報記録媒体において、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、前記単層情報記録媒体における光入射面から記録層までの基板厚を基準として、前記複数の記録層において前記基板厚が遠ざかる記録層におけるトラックピッチを広く形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の多層情報記録媒体において、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするために、隣接する記録層（ｍ層，ｎ層）のトラックピッチＴＰｍ，ＴＰｎの関係が、（数２）の式を満足することを特徴とする。
【００２０】
【数２】
2006012383.tif 000005
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の多層情報記録媒体において、さらに単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録することを可能にするとともに、高密度な記録を行うために、各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層における半径方向の光スポットのＭＴＦに等しくなるトラックピッチの案内溝が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間を短縮できるようにするため、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録することを可能にするため、前記多層情報記録媒体における各記録層の最短マーク長が、基板厚に対して２次関数で設設定値を決めた記録マークが形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成したことを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録するために、各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層における最短マーク長に対する光スポットのデータ記録方向の光学解像度（ＭＴＦ）に等しくなる、記録マークが形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は請求項６または７記載の多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録すると共に、高密度な記録を行うために、波長４００〜４２０ｎｍ，対物レンズのＮＡ０.６３〜０.６７の光学系により、記録再生される多層情報記録媒体において、各記録層の基板厚をｄｉ、最短マーク長をＳｉとすると、（数３）の式を満足することを特徴とする請求項４または６記載の多層情報記録媒体。
【００２４】
【数３】
2006012383.tif 000006
請求項９に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間を短縮できるようにするため、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録することを可能にするため、前記多層情報記録媒体における各記録層のトラックピッチが、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた案内溝が形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚におけるトラックピッチが最小値となる条件の案内溝を形成すると同時に、前記多層情報記録媒体における各記録層の最短マーク長が、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた記録マークが形成されており、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間が短縮できるようにするため、記録層にスパイラル状に案内溝が形成された円盤状の情報記録媒体において、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、単層情報記録媒体における光入射面から記録層までの基板厚を基準として、前記複数の記録層において前記基板厚が遠ざかる記録層における最短マーク長を広く形成したことを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の多層情報記録媒体において、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするために、隣接する記録層（ｍ層、ｎ層）の最短マーク長Ｄｍ、Ｄｎの関係が、（数４）の式を満足することを特徴とする。
【００２７】
【数４】
2006012383.tif 000007
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１記載の多層情報記録媒体において、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするとともに、高密度な記録を行うために、各記録層には、前記単層情報記録媒体の記録層におけるデータ記録方向の光スポットの光学解像度に等しくなる最短マーク長の記録マークを形成することを特徴とする。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間が短縮できるようにするため、記録層にスパイラル状に案内溝が形成された円盤状の情報記録媒体において、片面に１層の記録層を有する単層情報記録媒体と片面に複数の記録層を有する多層情報記録媒体のいずれの記録層に対しても対物レンズ以外の駆動系を不用にした光学系（球面収差補正素子が不要）の情報再生装置で再生動作が可能である多層情報記録媒体であることを特徴とし、さらに、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、各記録層には、単層情報記録媒体の記録層における半径方向の光スポットのＭＴＦに等しくなるトラックピッチが形成されているとともに、各記録層には、単層情報記録媒体の記録層におけるデータ記録方向の光スポットの光学解像度に等しくなる最短マーク長の記録マーク（ピット，ビット）が形成されることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、さらに、大容量化を実現するため、請求項１〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、いずれかの記録層の基板厚（光束入射面から各記録層までの距離）と、単層情報記録媒体の基板厚とが等しいことを特徴とする。
【００３０】
請求項１５に記載の発明は、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、請求項１〜５，９，１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、記録媒体固有の情報を記録層の前記案内溝の微小ウォブルによって得ることができる多層情報記録媒体において、前記単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル変位量に対するトラックピッチの割合と、各記録層のウォブル変位量に対するトラックピッチの割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１６に記載の発明は、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、記録媒体固有情報を記録層の案内溝の微小ウォブルによって得ることができる多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル周期に対する最短マーク長の割合と、前記多層情報記録媒体の各記録層のウォブル周期に対する最短マーク長の割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１７に記載の発明は、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、記録媒体固有情報を記録層の案内溝の微小ウォブル（蛇行）によって得ることができる多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体の記録層におけるウォブル周期に対するチャネルビット長（データ記録マークまたはピットの最小単位データ長）の割合と、ウォブル周期に対するチャネルビット長の割合とが等しくなるように、各記録層のウォブルが形成されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項１８に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮でき、さらに単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、請求項１〜５，９，１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、各記録層には、トラックピッチに関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいはトラックピッチに関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする。
【００３４】
請求項１９に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮でき、さらに大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮できるようにするため、請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、各記録層には、全記録層のトラックピッチに関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは全記録層のトラックピッチに関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする。
【００３５】
請求項２０に記載の発明は、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質を同等に記録することを可能にするため、請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、各記録層には、記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする。
【００３６】
請求項２１に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮できるようにするため、請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、各記録層には、記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする。
【００３７】
請求項２２に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮できるようにするため、請求項６〜９のいずれか１項記載の多層情報記録媒体であって、各記録層には、全記録層の記録データの最短マーク長に関する情報がウォブルにて形成されているか、あるいは全記録層の記録データの最短マーク長に関する情報を記録する領域が設けられていることを特徴とする。
【００３８】
請求項２３に記載の発明は、単層情報記録媒体とデータの書き込みが可能な多層情報記録媒体との各記録層において信号品質が同等な最短マーク長の記録マークを記録するため、情報記録装置は、前記多層情報記録媒体における各記録層に記録される最短マーク長を、基板厚に対して２次関数で設定値を決めた記録マークで形成し、さらに単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚における最短マーク長が最小値となる条件の記録マークを形成することを特徴とする。
【００３９】
請求項２４に記載の発明は、単層情報記録媒体とデータの書き込みが可能な多層情報記録媒体との各記録層において信号品質が同等な最短マーク長の記録マークを記録するため、請求項２３に記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚に対して、近い記録層から遠い記録層に記録するに従い、データを記録する時の情報記録媒体回転速度を速くするように設定したことを特徴とする。
【００４０】
請求項２５に記載の発明は、単層情報記録媒体とデータの書き込みが可能な多層情報記録媒体との各記録層において信号品質が同等な最短マーク長の記録マークを記録するため、請求項２３に記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、単層情報記録媒体の基板厚に等しい前記多層情報記録媒体の基板厚に対して、近い記録層から遠い記録層に記録するに従い、データを記録する時の記録パルス時間を長くするように設定したことを特徴とする。
【００４１】
請求項２６に記載の発明は、前記多層情報記録媒体に対して記録することを可能にするため、請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、多層情報記録媒体を記録する時の情報記録媒体回転速度を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から遠い記録層に記録するに従い速くするように設定したことを特徴とする。
【００４２】
請求項２７に記載の発明は、前記多層情報記録媒体に対して記録することを可能にするため、請求項１０〜１３いずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、多層情報記録媒体を記録する時の記録パルス時間を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から遠い記録層に記録するに従い長くするように設定したことを特徴とする。
【００４３】
請求項２８に記載の発明は、前記多層情報記録媒体に対して記録することを可能にするため、請求項１〜２６のいずれか１項記載の多層情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置であって、多層情報記録媒体の各記録層にデータを記録する順番を、単層情報記録媒体の基板厚に近い記録層から順次記録するように設定したことを特徴とする。
【００４４】
請求項２９に記載の発明は、大容量記録および再生が可能な多層情報記録媒体におけるレイヤージャンプの所要時間をさらに短縮できるようにするため、請求項１〜５，９，１３のいずれか１項記載の多層情報記録媒体に記録された情報を再生するため、メインビームとサブビームとによる差動プッシュプル法を用いてトラック制御を行う情報再生装置であって、各記録層におけるトラックピッチに応じて、トラック制御をする為の前記サブビームによるプッシュプル信号のゲイン比を変えるように設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
請求項１〜５または９〜１３に係る発明によれば、トラックピッチまたは最短マーク長を各記録層で最適化することにより、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質が同等に記録することが可能な多層情報記録媒体を提供することができる。さらに、大容量記録，再生が可能な多層情報記録媒体において、球面収差補正素子を必要としないため、レイヤージャンプの所要時間が短縮できる多層情報記録媒体を提供することが可能になる。
【００４６】
請求項６〜９に係る発明によれば、データの記録・追記が可能な多層情報記録媒体において、最短マーク長を各記録層で最適化することにより、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、信号品質が同等に記録することが可能な多層情報記録媒体の情報記録装置を提供することができる。さらに、本発明の情報記録装置では、球面収差補正素子を必要としないため、レイヤージャンプの所要時間を短縮することが可能になる。
【００４７】
請求項１４に係る発明によれば、多層情報記録媒体のいずれかの記録層の基板厚を、単層情報記録媒体の基板厚に等しくすることによって、より大容量な記録層を有する多層情報記録媒体が実現する。
【００４８】
請求項１５〜１７に係る発明によれば、ウォブル変位量、またはウォブル周期を各記録層で最適化することにより、単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において、ウォブル信号品質が同等な多層情報記録媒体を提供することができる。
【００４９】
請求項１８〜２２に係る発明によれば、多層情報記録媒体のウォブルから記録媒体固有情報（トラックピッチまたは最短マーク長）を得ることにより、最適な記録条件を設定することが可能になる。また、多層情報記録媒体の各記録層に、記録層情報領域（トラックピッチあるいは最短マーク長）に関する情報を記載した領域を設けることにより、再生時に係る情報記録装置の動作を容易に設定することが可能な多層情報記録媒体を提供することができる。
【００５０】
特に請求項１９〜２１に係わる発明によれば、多層情報記録媒体の各記録層のウォブルもしくは記録層情報領域から記録媒体固有情報（トラックピッチまたは最短マーク長）を得ることにより、レイヤージャンプ後のサーボをより高速に実現することが可能になる。
【００５１】
請求項２３〜２５に係る発明によれば、本発明の多層情報記録媒体に対して、記録動作または再生動作が可能な、情報記録装置を提供することが可能になる。
【００５２】
請求項２６〜２９に係る発明によれば、本発明の多層情報記録媒体に対して、記録動作または再生動作が可能な、情報記録装置を提供することが可能になる。特に、請求項２８の発明に関しては、多層情報記録媒体の記録順序を明確にすることにより、各記録層の情報容量を効率的（少ないレイヤージャンプ）に記録することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５４】
（実施形態１）
図１は本発明の多層情報記録媒体の実施形態１におけるラジアル方向（記録層における半径方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性を示している。なお、条件は（表２）に示すとおりである。再生装置の波面収差は、基板厚０.６ｍｍに対して最適に設計されているものとする。
【００５５】
【表２】
2006012383.tif 000008
球面収差補正手段のない光学系では、基板厚０.６ｍｍに対して、基板厚が厚い記録層（黒三角、黒四角）、あるいは基板厚が薄い記録層（白三角、白四角）において、スポットのＭＴＦ特性が低下する。
【００５６】
そこで、本実施形態においては、各ＭＴＦが基板厚０.６ｍｍに対して同じ解像度が得られるように、各記録層において空間周波数（Spatial frequency）を変えてしまう。
【００５７】
情報記録媒体では、ラジアル方向の解像度はトラックピッチで決まり、トラックピッチの１周期の周波数が空間周波数である。したがって、ＭＴＦを０.１８以上必要とすると、各基板厚の記録層におけるトラックピッチが求められる。
【００５８】
図２−１は（表１）と同一条件下での情報記録媒体における各基板厚に対する最適なトラックピッチを示している。最適なトラックピッチは、基板厚に対して２次関数で表されることが分かる。
【００５９】
本実施形態では、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０は、最もトラックピッチが狭くなる条件でトラックピッチの案内溝を形成されている。これに対して、多層情報記録媒体の記録層は、少なくともいずれかの記録層の基板厚が、記録層Ｌ０の基板厚とは異なるので、最適なトラックピッチを、図２−１で与えられた２次関数で設定する。
【００６０】
（表１）の条件で求めた各記録層における最適なトラックピッチＰｉ（μｍ）は、基板厚ｄｉを用いて（数５）の式で表される。
【００６１】
【数５】
2006012383.tif 000009
したがって、光学解像度を一定以上で保つには、（数６）の式のような条件になる。
【００６２】
【数６】
2006012383.tif 000010
ところが、トラックピッチを（数５）の関数よりも大き過ぎる値で設定すると、情報記録媒体に記録できる容量が低下してしまう。そこで、実際のトラックピッチは、（数５）の式で与えられるトラックピッチの３％程度の増加までを許容するのが望ましい（図２−２参照）。
【００６３】
図３−１（ａ）は本実施形態の多層情報記録媒体における各記録層の案内溝構造を模式的に示した断面図である。多層情報記録媒体において、図３−１（ｂ）に示す単層情報記録媒体と同じ基板厚（光入射面から記録層までの距離）の記録層Ｌ０では、トラックピッチを単層情報記録媒体に一致させる。そして、基準となる基板厚の前記記録層Ｌ０から離れるに従い、その記録層Ｌ１，Ｌ２におけるトラックピッチを２次関数的に拡大させる構造になっている。
【００６４】
本実施形態の多層情報記録媒体の各記録層の配列は、１方向（基板厚が薄くなる方向）に形成するのではなく、基板厚が厚くなる方向、あるいは、図３−２（ａ），（ｂ）に示すように、基板厚が薄くなる方向と厚くなる方向の２方向に形成するようにしてもよい。
【００６５】
以上の説明における構成を各記録層において採用することにより、各記録層の信号品質を、単層情報記録媒体と同等にすることが可能になる。
【００６６】
さらに、球面収差補正手段を使用しないことにより、各記録層を行き来する際の制御に（球面収差補正の駆動）時間をかけることなく、高速なアクセスが可能な多層情報記録媒体を提供することが可能になる。
【００６７】
図４は本発明の多層情報記録媒体の実施形態２におけるタンジェンシャル方向（記録層におけるデータ記録方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性を示している。なお、条件は（表１）に示すとおりである。再生装置の波面収差は、基板厚０.６ｍｍに対して最適に設計されているものとする。
【００６８】
球面収差補正手段のない光学系では、基板厚０.６ｍｍに対して、基板厚が厚い記録層（黒三角，黒四角）、あるいは基板厚が薄い記録層（白三角，白四角）において、スポットのＭＴＦ特性が低下する。そこで本実施形態では、各ＭＴＦが基板厚０.６ｍｍに対して同じ解像度が得られるように、各記録層で空間周波数（Spatial frequency）を変えてしまう。
【００６９】
情報記録媒体においては、タンジェンシャル方向の解像度は記録データの最短マーク長で決まる。最短マーク長の逆数が空間周波数になる。
【００７０】
光ディスクにおける情報の最小単位はチャネルビット長（１Ｔ）であり、マーク長はチャネルビット長に対して整数倍ｎＴになる。最短マーク長は、ＥＦＭ変調あるいは２−７変調ではｎ＝３（３Ｔ）であり、ＭＯ，Ｂｌｕ−Ｒａｙ，ＨＤ−ＤＶＤなどの１−７変調ではｎ＝２（２Ｔ）になる。尚、多値記録（特許文献７参照）における最短マーク長は、セル長として定義される。
【００７１】
ＭＴＦを０.１８以上必要とすると、各基板厚の記録層における最短マーク長が求められる。
【００７２】
図５は図４と同条件下における各基板厚に対する最適な最短マーク長を示している。最適な最短マーク長は、基板厚に対して２次関数で表されることが分かる。
【００７３】
本実施形態では、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０は、最も最短マーク長が狭くなる条件でピット（マーク）を形成する。これに対して多層情報記録媒体は、少なくともいずれかの記録層の基板厚が、記録層Ｌ０の基板厚とは異なるので、最適な最短マーク長を、図５−１で与えられた２次関数で設定する。
【００７４】
本実施形態では、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０は、最も最短マーク長が狭くなる条件で記録マークを形成する。
【００７５】
（表１）の条件で求めた各記録層における最適な最短マーク長Ｓｉ（μｍ）は、基板厚ｄｉを用いて（数７）の式で表される。
【００７６】
【数７】
2006012383.tif 000011
したがって、光学解像度を一定以上で保つには（数８）の式のような条件になる。
【００７７】
【数８】
2006012383.tif 000012
ところが、最短マーク長Ｓｉを（数７）の式の関数よりも大き過ぎる値で設定すると、情報記録媒体に記録できる容量が低下してしまう。そこで、実際の最短マーク長は、（数７）の式で与えられるトラックピッチの３％程度の増加までを許容するのが望ましい（図５−２参照）。
【００７８】
図６は本発明の多層情報記録媒体の実施形態における各記録層の最短マーク長を模式的に示したものである。多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体と同じ基板厚Ｒ０の記録層がある場合、最短マーク長は、単層情報記録媒体に一致する。さらにそこから基板厚が離れる（Ｒ０＜Ｒ１＜Ｒ２もしくは、Ｒ０＞Ｒ１＞Ｒ２）に従い、最短マーク長が２次関数的に拡大される。
【００７９】
以上の説明にある構成を各記録層において採用することにより、本実施形態において各記録層の信号品質を単層情報記録媒体と同等にすることが可能になる。さらに、球面収差補正手段を使わないことによって、各記録層を行き来する際の制御に（球面収差補正の駆動）時間をかけることなく、高速なアクセスが可能な多層情報記録媒体を提供することが可能になる。
【００８０】
なお、図２および図５のように、トラックピッチおよび最短マーク長が最も狭い条件は、記録層Ｌ０の基板厚ｄ０のときである。したがって、多層情報記録媒体のいずれかの記録層の基板厚を、単層情報記録媒体の基板厚に等しくすることにより、大容量な記録層を有する多層情報記録媒体を実現できる。
【００８１】
図６の単層情報記録媒体に示す案内溝はラジアル方向に微小蛇行している。これはウォブルと呼ばれ、情報記録媒体の固有情報（データ絶対時間，アドレス情報など）が記録されている。本発明の多層情報記録媒体では、トラックピッチが各記録層で異なる。
【００８２】
そこで、各記録層Ｌｎにおけるウォブル変位量（蛇行量）ＷｎとトラックピッチＰｎの割合（Ｗｎ／Ｐｎ）が（数９）の式のように各記録層で一定になるように、各記録層のウォブル変位量を設定する。
【００８３】
【数９】
2006012383.tif 000013
これにより、各記録層で安定したウォブル振幅を得ることできる多層情報記録媒体が得られる。
【００８４】
ウォブル信号に基づき、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって、その整数倍の逓倍クロックを生成すると、スピンドルの回転制御クロック、あるいは記録クロックとして用いることができるため、ＰＬＬ回路を簡易な構成とすることができる。
【００８５】
そこで、ウォブルの周期は、チャネルビット長の整数倍に設定する。例えば、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ（１倍速）ではウォブル周期は３２Ｔ（＝８１８ＫＨｚ）であり、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷでは１８６Ｔ（＝１４１ＫＨｚ）となる。
【００８６】
各記録層における最短マーク長が各記録層Ｌｎにおいて異なる多層情報記録媒体では、各記録層Ｌｎにおけるウォブル周期Ｆｎと、最短マーク長の最小単位データ長であるチャネルビット長Ｃｎとの割合（Ｆｎ／Ｃｎ）が各記録層で一定になるように、ウォブル周期を設定する。すなわち、最短マーク長とウォブル周期Ｔｎとの割合も（数１０）の式のように一定となる。
【００８７】
【数１０】
2006012383.tif 000014
これにより、各記録層で同一の回路によるスピンドルの回路クロック，記録クロックを生成することができる。
【００８８】
本多層情報記録媒体では、トラックピッチ，最短マーク長に関する記録媒体固有情報がウォブルに形成されている。よって、本発明に係る記録装置の実施形態では、これらの固有情報を各記録層におけるウォブルから読み取って、記録層情報領域に記録する。
【００８９】
また、記録媒体固有情報は、全記録層に対して、全記録層の情報を記録しておくことで、いずれの記録層にデータをアクセスする際にも、予め記録媒体固有情報を得ることで、より高速なアクセスが可能になる。
【００９０】
図７は本発明の多層情報記録媒体の実施形態における記録層情報領域に関する構成例を示し、多層情報記録媒体に記録されたデータを再生する際には、この記録情報領域で得られた信号から、記録装置の各種設定を行う。
【００９１】
また、記録媒体固有情報は、全記録層に対して、全記録層の情報を記録しておくことで、いずれの記録層にデータをアクセスする際にも、予め記録媒体固有情報を得ることで、より高速なアクセスが可能になる。
【００９２】
図８は本発明の多層情報記録媒体を記録するための情報記録装置の構成を示すブロック図である。本情報記録装置を用いて、既述した構成の多層情報記録媒体にデータを記録する場合の処理動作について説明する。
【００９３】
前記構成の情報記録装置における基本的な処理動作は以下のとおりである。
【００９４】
多層情報記録媒体１０が情報記録装置２０にセットされ、ＣＰＵ４０がインターフェース３８を介してホスト装置１５から記録要求を受信すると、信号処理回路２８のＩ／Ｖアンプ２８ａで検出した信号を用いて，ウォブル信号検出回路２８ｃにおいてウォブル信号を生成し，デコーダ２８ｅにおいて記録媒体固有情報を復調し、これらの情報を元にＣＰＵ４０にて、各記録層に対応する記録動作の条件となるスピンドル回転のクロック周波数や記録クロック周波数を算出する。このようにして算出された設定値として、各記録層（例えばＬ０）に適した記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号を制御回路２６のスピンドルモータ（ＳＰモータ）制御回路２６ｃに出力するとともに、各記録層（例えばＬ０）に適した最短マーク長から算出された記録クロック周波数の設定値を出力することによって、エンコーダ２５の動作クロックとして用いたり、レーザ制御回路２４の記録クロックとして用いることで、記録媒体へ照射する記録パルス列を生成するようにしている。
【００９５】
より詳細には、多層情報記録媒体１０の回転が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３は、はじめはレーザ制御回路２４により記録層Ｌ０に適した再生発光を行い、記録層Ｌ０の基板厚Ｒ０に最も近い記録層に対して、フォーカス制御およびトラック制御を行う。このとき、光ピックアップ装置２３の出力信号に基づきサーボ信号検出回路２８ｂによって、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号を検出し、制御回路２６のピックアップ（ＰＵ）制御回路２６ａによって、光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータおよびフォーカシングアクチュエータを駆動する。
【００９６】
記録層Ｌ０に最も近い記録層において、光ピックアップ装置２３は、多層情報記録媒体１０の記録層情報領域にシークし、記録層情報領域から、記録層に関するデータ（トラックピッチや最短マーク長）を読み取る。このデータをもとにして、光ピックアップ装置２３は、記録層にデータを記録するのに最適な記録パルス長、あるいは最適なスピンドルモータ回転数を認識する。記録パルス長のデータはレーザ制御回路２４に送られ、光ピックアップ装置２３のレーザ発光が制御される。
【００９７】
スピンドルモータ２２の回転数データは、ＣＰＵ４０からＳＰモータ制御回路２６ｃに送られ、この回転数データを元に、多層情報記録媒体１０が回転制御される。その後、試書き領域を使って記録層を記録するのに適した発光パワーを設定する。
【００９８】
信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号のウォブル信号から正確にアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。さらに、信号処理回路２８では、ＣＰＵ４０は、ホスト装置１５からのデータをバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータ量が所定の値を超えると、
バッファマネージャ３７はＣＰＵ４０に通知する。
【００９９】
ＣＰＵ４０は、バッファマネージャ３７からの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込みデータの作成を指示するとともに、ウォブル信号を復調した信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、所定の書き込み開始地点に光ピックアップ２３が位置するように光ピックアップ２３のシーク動作を指示する信号を、制御回路２６のシークモータ制御回路２６ｂからシークモータ２１に出力する。
【０１００】
さらにＣＰＵ４０は、信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ２５に通知する。そして、エンコーダ２５では、レーザ制御回路２４および光ピックアップ装置２３を介して、書き込みデータを多層情報記録媒体１０のデータ領域にデータを記録するとともに、ウォブル信号から得られた記録層の記録媒体固有情報を、記録層情報領域に記録する。
【０１０１】
ＣＰＵ４０が、ホスト装置１５から別の記録層への記録要求を受信すると、ホスト装置１５から記録層を変える旨を信号処理回路２８に通知する。光ピックアップ装置２３は、ＰＵ制御回路２６ａからフォーカス位置を変える旨を受け取り、多層情報記録媒体１０の記録層の数に応じて発生するフォーカス信号に基づいてフォーカス位置を変える（レイヤージャンプ）。さらに、記録動作を一度停止し、再生発光を行う旨をレーザ制御回路２４に送り、光ピックアップ装置２３を再生動作する。
【０１０２】
次に、光ピックアップ装置２３は、ウォブル信号に含まれる記録媒体固有情報（トラックピッチや最短マーク長）を読み取る。このデータをもとに、光ピックアップ装置２３は、多層情報記録媒体１０の記録層にデータを記録するのに最適な記録パルス長や最適なスピンドルモータ回転数を認識する。記録パルス長のデータはレーザ制御回路２４に送られ、光ピックアップ装置２３のレーザ発光が制御される。
【０１０３】
スピンドルモータ２２の回転速度データは、ＳＰモータ制御回路２６ｃに送られ、この情報を元に、多層情報記録媒体１０が回転制御される。その後、試書き領域を使って記録層を記録するのに適した発光パワーを設定する。
【０１０４】
以下、前記と同様の手順により記録動作を行う。
【０１０５】
本実施形態に係る多層情報記録媒体に対して記録処理を行う情報記録装置において、トラック制御には、差動プッシュプル法を使う場合が多い。差動プッシュプル法とは、図９に示すようにメインスポットと２つのサブスポットを形成するための３ビームを用いて得られるプッシュプル信号を演算し、光軸ずれが起きてもオフセットのないトラック信号を得る方法である。
【０１０６】
メインスポットのプッシュプル信号をＭＰＰ、先行サブスポットのプッシュプル信号をＳＰＰ１、後行サブスポットのプッシュプル信号をＳＰＰ２としたときに、差動プッシュプル信号ＤＰＰは（数１１）の式により得られる。
【０１０７】
【数１１】
2006012383.tif 000015
（数１１）の式において、Ｋは、メインスポットの光量と、２つのサブスポットの和光
量との比率で与えられる。
【０１０８】
本多層情報記録媒体において、トラックピッチは各記録層で異なるため、サブスポットがランド部からずれてしまい、ＭＰＰとＳＰＰの比率が変わってしまう。そこで、メインスポットの光量と、２つのサブスポットとの和光量の比率であるＫを、各記録層に応じたサブプッシュプルのゲインＫｎとして各記録層に応じて切り換えることによって、（数１２）の式により、安定した差動プッシュプル信号を得ることができる。
【０１０９】
【数１２】
2006012383.tif 000016
本実施形態の多層情報記録媒体は、記録層が単層情報記録媒体の基板厚Ｒ０から遠ざかるに従って、トラックピッチおよび最短マーク長が疎になるため情報記録量が低下する。したがって、基板厚Ｒ０に近い記録層から順番に記録することにより、少ない動作（レイヤージャンプ数）で大容量を記録することが可能になる。
【０１１０】
また、各記録層では最短マーク長が異なるため、各最短マーク長に適したスピンドル回転速度を設定する必要がある。
【０１１１】
すなわち、各記録層における基板厚をＲ０，Ｒ１，…，Ｒｎとし、各記録層に対応したスピンドル回転速度（ｍ／ｓ）をＡ０，Ａ１，…，Ａｎ（ｎ：自然数）とすると、各記録層の記録パルスの関係が（数１３）の式を満たせばよい。
【０１１２】
【数１３】
2006012383.tif 000017
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数１４）の式を満たすこととする。
【０１１３】
【数１４】
2006012383.tif 000018
スピンドル回転速度が物理的な許容値に達した場合、スピンドル回転速度に代えてパルス時間として記録クロック周波数の変更を行い各記録層で設定することによっても最適な記録が可能になる。
【０１１４】
すなわち、各記録層における基板厚をＲ０，Ｒ１，…，Ｒｎとし、各記録層に対応した記録パルス時間をＴ０，Ｔ１，…，Ｔｎ（ｎ：自然数）とすると、各記録層の記録パルスの関係が（数１５）の式を満たせばよい。
【０１１５】
【数１５】
2006012383.tif 000019
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数１６）の式を満たすこととする。
【０１１６】
【数１６】
2006012383.tif 000020
次に、本発明の実施形態３であるスパイラル状に案内溝が形成された記録層を具備する情報記録媒体について説明する。なお、実施形態３においても前記実施形態の説明にて使用した図１〜図９を利用して説明する。
【０１１７】
本実施形態の多層情報記録媒体におけるラジアル方向（記録層における半径方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性は図１に示すようになる。なお、条件は（表３）に示すとおりである。再生装置の波面収差は、基板厚０.６ｍｍに対して最適に設計されているものとする。
【０１１８】
【表３】
2006012383.tif 000021
球面収差補正手段のない光学系では、基板厚０.６ｍｍに対して、基板厚が厚い記録層（黒三角，黒四角）、あるいは基板厚が薄い記録層（白三角，白四角）において、スポットのＭＴＦ特性が低下する。
【０１１９】
そこで、本実施形態においては、各ＭＴＦが基板厚０．６ｍｍに対して同じ解像度が得られるように、各記録層において空間周波数（Spatial frequency）を変えてしまう。
【０１２０】
情報記録媒体では、ラジアル方向の解像度はトラックピッチで決まり、トラックピッチの１周期の周波数が空間周波数である。したがって、ＭＴＦを０．１８以上必要とすると、各基板厚の記録層におけるトラックピッチが求められる。
【０１２１】
（表３）と同一条件下での情報記録媒体における各基板厚に対する最適なトラックピッチを図２−１に示している。
【０１２２】
本実施形態では、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０は、最もトラックピッチが狭くなる条件でトラックピッチの案内溝を形成されている。これに対して、多層情報記録媒体は、少なくともいずれかの記録層の基板厚が、記録層Ｌ０の基板厚とは異なるので、最適なトラックピッチは、単層情報記録媒体のトラックピッチよりも若干広く設定する。
【０１２３】
例えば、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０の基板厚Ｒ０、多層情報記録媒体の各記録層で、記録層Ｌ０と同じ基板厚の場合はＲ０、そこから離れた記録層Ｌ１，…，Ｌｎ（ｎ：自然数）の基板厚をＲ１，…，Ｒｎとし、各記録層のトラックピッチをＰ０，Ｐ１，…，Ｐｎとすると、本実施形態の多層情報記録媒体は、（数１７）の式を満たす条件のトラックピッチの案内溝が、各記録層に形成されているものとする。
【０１２４】
【数１７】
2006012383.tif 000022
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数１８）の式を満たすこととする。
【０１２５】
【数１８】
2006012383.tif 000023
本実施形態の多層情報記録媒体における各記録層のスパイラル状に形成された案内溝構造を模式的に示した断面は図３−１（ａ）に示すものであり、多層情報記録媒体において、図３−１（ｂ）に示す単層情報記録媒体と同じ基板厚（光入射面から記録層までの距離）の記録層Ｌ０では、トラックピッチを単層情報記録媒体に一致させる。そして、基準となる基板厚の前記記録層Ｌ０から離れるに従い、その記録層Ｌ１，Ｌ２におけるトラックピッチを拡大させる構造になっている。
【０１２６】
多層情報記録媒体の隣接記録層の間隔ｄｓｐが狭まると、再生中の記録層とは異なる隣接層からの反射光が、受光素子に入射し、オフセットになる。フレア光量の信号光に対する割合をαとし、隣接記録層の間の屈折率をｎｓｐ，対物レンズのＮＡをＮＡｏｂｊ，検出レンズのＮＡをＮＡｄｅｔ，受光素子の一辺の長さ（受光素子は正方形とする）をＬｄとすると、（数１９）の式のように表されることが知られている。
【０１２７】
【数１９】
2006012383.tif 000024
ｎｓｐ＝１．６２，ＮＡｏｂｊ＝０．６５，ＮＡｄｅｔ＝０．０６５，Ｌｄ＝１００（μｍ）の光ピックアップで、隣接記録層からの光量αをα≦１/１０まで許容できるとすると、隣接記録層の間隔ｄｓｐ≧３０．３（μｍ）まで許容される。
【０１２８】
図２−１の結果より、多層情報記録媒体の記録層の第ｎ層が、基板厚０．６（ｍｍ）であるとすると、その層に隣接した記録層である第ｍ層は０．６３０３（ｍｍ）以上の基板厚である必要があり、このときのトラックピッチの差は、（数２０）の式の条件を満たすことにより、隣接層からのフレア光量を抑え、なおかつ、各記録層において十分なＭＴＦを得ることが可能になる。
【０１２９】
【数２０】
2006012383.tif 000025
本実施形態の多層情報記録媒体の各記録層の配列は、１方向（基板厚が薄くなる方向）に形成するのではなく、基板厚が厚くなる方向、あるいは、図３−２（ａ），（ｂ）に示すように、基板厚が薄くなる方向と厚くなる方向の２方向に形成するようにしてもよい。
【０１３０】
以上の説明における構成を各記録層において採用することにより、各記録層の信号品質を、単層情報記録媒体と同等にすることが可能になる。
【０１３１】
さらに、球面収差補正手段を使用しないことにより、各記録層を行き来する際の制御に（球面収差補正の駆動）時間をかけることなく、高速なアクセスが可能な２層情報記録媒体を提供することが可能になる。
【０１３２】
本発明の多層情報記録媒体の実施形態４におけるタンジェンシャル方向（記録層におけるデータ記録方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性を図４に示している。なお、条件は（表１）に示すとおりである。再生装置の波面収差は、基板厚０.６ｍｍに対して最適に設計されているものとする。
【０１３３】
球面収差補正手段のない光学系では、基板厚０.６ｍｍに対して、基板厚が厚い記録層（黒三角，黒四角）、あるいは基板厚が薄い記録層（白三角，白四角）において、スポットのＭＴＦ特性が低下する。そこで、本実施形態では、各ＭＴＦが基板厚０．６ｍｍに対して同じ解像度が得られるように、各記録層で空間周波数（Spatial frequency）を変えてしまう。
【０１３４】
情報記録媒体においては、タンジェンシャル方向の解像度は記録データのマーク線密度で決まる。マーク線密度の逆数が空間周波数になる。
【０１３５】
ビット線密度はチャネルビット長（１Ｔ）であり、マーク線密度はチャネルビット長に対して最短マーク長ｎＴになる。最短マーク長は、ＥＦＭ変調あるいは２−７変調ではｎ＝３（３Ｔ）であり、ＭＯ，Ｂｌｕ−Ｒａｙ，ＨＤ−ＤＶＤなどの１−７変調ではｎ＝２（２Ｔ）になる。
【０１３６】
ＭＴＦを０.１８以上必要とすると、各基板厚の記録層における最短マーク長が求められる。図５は図４と同条件下における各基板厚に対する最適な最短マーク長を示している。
【０１３７】
本実施形態では、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０は、最も最短マーク長が狭くなる条件でピット（マーク）を形成する。これに対して、多層情報記録媒体は、少なくともいずれかの記録層の基板厚が、記録層Ｌ０の基板厚とは異なるため、最適な最短マーク長は単層情報記録媒体の最短マーク長よりも若干広く設定する。
【０１３８】
例えば、単層情報記録媒体の記録層Ｌ０の基板厚をＲ０とし、多層情報記録媒体の各記録層において、記録層Ｌ０と同じ基板厚の場合はＲ０とし、そこから離れた記録層Ｌ１，…，Ｌｎ（ｎ：自然数）の基板厚をＲ１，…，Ｒｎとし、各記録層の最短マーク長をＤ０，Ｄ１，…，Ｄｎとすると、本実施形態の多層情報記録媒体は、（数２１）の式を満たす条件の最短マーク長のピット（マーク）が、各記録層に形成されているものとする。
【０１３９】
【数２１】
2006012383.tif 000026
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数２２）の式を満たすこととする。
【０１４０】
【数２２】
2006012383.tif 000027
本実施形態の多層情報記録媒体における各記録層の最短マーク長構造の模式図が図６であり、多層情報記録媒体において、単層情報記録媒体と同じ基板厚Ｒ０の記録層がある場合、最短マーク長は、単層情報記録媒体に一致する。さらにそこから基板厚が離れるに従い、最短マーク長が拡大される。
【０１４１】
隣接記録層からの光量αをα≦１/１０まで許容できるとすると、隣接した記録層の最短マーク長は図５の結果より、（数２３）の条件を満たすことにより、隣接層からのフレア光量を抑え、なおかつ、各記録層において十分なＭＴＦを得ることが可能になる。
【０１４２】
【数２３】
2006012383.tif 000028
以上の説明にある構成を各記録層において採用することにより、各記録層の信号品質を単層情報記録媒体と同等にすることが可能になる。さらに、球面収差補正手段を使わないことによって、各記録層を行き来する際の制御に（球面収差補正の駆動）時間をかけることなく、高速なアクセスが可能な２層情報記録媒体を提供することが可能になる。
【０１４３】
なお、図２および図５に示すように、トラックピッチおよび最短マーク長が最も狭い条件は、記録層Ｌ０の基板厚Ｒ０のときである。したがって、多層情報記録媒体のいずれかの記録層の基板厚を、単層情報記録媒体の基板厚に等しくすることにより、大容量な記録層を有する多層情報記録媒体を実現できる。
【０１４４】
図６に示すように案内溝はラジアル方向に微小蛇行しているものである。これはウォブルと呼ばれ、情報記録媒体の固有情報（データ絶対時間，アドレス情報など）が記録されている。多層情報記録媒体ではトラックピッチが各記録層Ｌｎで異なる構造のものがある。
【０１４５】
そこで、各記録層Ｌｎにおけるウォブル変位量（蛇行量）ＷｎとトラックピッチＰｎの割合（Ｗｎ／Ｐｎ）が各記録層で一定になるように、各記録層のウォブル変位量を設定する。これにより、各記録層で安定したウォブル振幅を得ることできる多層情報記録媒体が得られる。
【０１４６】
ウォブル信号に基づき、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路によって、その整数倍の逓倍クロックを生成すると、スピンドルの回転制御クロック、あるいは記録クロックとして用いることができるため、ＰＬＬ回路を簡易な構成とすることができる。
【０１４７】
そこで、ウォブルの周期は、チャネルビット長の整数倍に設定する。例えば、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ（１倍速）ではウォブル周期は３２Ｔ（＝８１８ＫＨｚ）であり、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷでは１８６Ｔ（＝１４１ＫＨｚ）となる。
【０１４８】
各記録層における最短マーク長が各記録層Ｌｎにおいて異なる多層情報記録媒体では、各記録層Ｌｎにおけるウォブル周期Ｗｎと、最小単位データ長であるチャネルビット長Ｃｎとの割合（Ｗｎ／Ｃｎ）が各記録層で一定になるように、ウォブル周期を設定する。これにより、各記録層で同一の回路によるスピンドルの回路クロック，記録クロックを生成することができる。
【０１４９】
本多層情報記録媒体では、トラックピッチ，最短マーク長に関する記録媒体固有情報がウォブルに形成されている。よって、本発明に係る記録装置の実施形態では、これらの固有情報を各記録層におけるウォブルから読み取って、記録層情報領域に記録する。
【０１５０】
本実施形態の多層情報記録媒体における記録層情報領域に関する構成例は図７に示すものであり、多層情報記録媒体に記録されたデータを再生する際には、この記録情報領域で得られた信号から、記録装置の各種設定を行う。
【０１５１】
本実施形態の多層情報記録媒体を記録するための情報記録装置の実施形態の構成は図８に示すブロック図のものである。本情報記録装置を用いて、既述したように多層情報記録媒体に対する処理動作が行われる。
【０１５２】
概略的には、多層情報記録媒体１０が情報記録装置２０にセットされ、ＣＰＵ４０がインターフェース３８を介してホスト装置１５から記録要求を受信すると、記録層Ｌ０に適した記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号を、既述したウォブル信号から信号処理回路２８のＩ／Ｖアンプ２８ａ，ウォルブ信号検出回路２８ｃ，デコーダ２８ｅにおいて生成し、制御回路２６のスピンドルモータ（ＳＰモータ）制御回路２６ｃに出力するとともに、ホスト装置１５から記録要求を受信した旨を信号処理回路２８に通知し、ＲＦ信号検出回路２８ｄにて処理する。そして、多層情報記録媒体１０の回転が所定の線速度に達した時点で既述したと同様の記録／再生処理が行われる。
【０１５３】
本実施形態の多層情報記録媒体は、記録層が単層情報記録媒体の基板厚Ｒ０から遠ざかるに従って、トラックピッチおよび最短マーク長が疎になるため情報記録量が低下する。したがって、基板厚Ｒ０に近い記録層から順番に記録することにより、少ない動作（レイヤージャンプ数）で大容量を記録することが可能になる。また、各記録層では最短マーク長が異なるため、各最短マーク長に適したスピンドル回転速度を設定する必要がある。
【０１５４】
すなわち、各記録層における基板厚をＲ０，Ｒ１，…，Ｒｎとし、各記録層に対応したスピンドル回転速度（ｍ／ｓ）をＡ０，Ａ１，…，Ａｎ（ｎ：自然数）とすると、各記録層の記録パルスの関係が（数２４）の式を満たせばよい。
【０１５５】
【数２４】
2006012383.tif 000029
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数２５）の式を満たすこととする。
【０１５６】
【数２５】
2006012383.tif 000030
前記実施形態の構成は一例に過ぎず、前記ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部を、ハードウェアによって構成してもよいし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成するようにしてもよい。
【０１５７】
スピンドル回転速度が物理的な許容値に達した場合、スピンドル回転速度に代えてパルス時間を各記録層で設定することによっても最適な記録が可能になる。
【０１５８】
すなわち、各記録層における基板厚をＲ０，Ｒ１，…，Ｒｎとし、各記録層に対応した記録パルス時間をＴ０，Ｔ１，…，Ｔｎ（ｎ：自然数）とすると、各記録層の記録パルスの関係が（数２６）の式を満たせばよい。
【０１５９】
【数２６】
2006012383.tif 000031
ただし、２層情報記録媒体の場合は（数２７）の式を満たすこととする。
【０１６０】
【数２７】
2006012383.tif 000032
本多層情報記録媒体に対して記録処理を行う情報記録装置において、トラック制御には、差動プッシュプル法を使う場合が多い。差動プッシュプル法とは、既述した図９に示すようにメインスポットと２つのサブスポットを形成するための３ビームを用いて得られるプッシュプル信号を演算し、光軸ずれが起きてもオフセットのないトラック信号を得る方法である。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、多層構造のＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ＋Ｒなど、レイヤージャンプの所要時間の短縮化、あるいは単層情報記録媒体と多層情報記録媒体との各記録層において信号品質を同等に記録することが要求される多層情報記録媒体に適用され、さらに、当該多層情報記録媒体を記録および再生することが可能な情報記録装置および情報再生装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の多層情報記録媒体の実施形態におけるラジアル方向（記録層における半径方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性を示す図
【図２−１】本実施形態における（表１）と同一条件下での情報記録媒体における各基板厚に対する最適なトラックピッチを示す図
【図２−２】本実施形態における最適なトラックピッチの許容範囲を示す図
【図３−１】（ａ）は本実施形態の多層情報記録媒体における各記録層の案内溝構造を模式的に示す断面図、（ｂ）は単層情報記録媒体における各記録層の案内溝構造を模式的に示す断面図
【図３−２】（ａ）は本実施形態の多層情報記録媒体における他の各記録層の案内溝構造を模式的に示す断面図、（ｂ）は単層情報記録媒体における各記録層の案内溝構造を模式的に示す断面図
【図４】本発明の多層情報記録媒体の実施形態２におけるタンジェンシャル方向（記録層におけるデータ記録方向）の光スポットのＭＴＦの空間周波数特性を示す図
【図５−１】図４と同条件下における各基板厚に対する最適な最短マーク長を示す図
【図５−２】各基板厚に対する最適な最短マーク長の許容範囲を示す図
【図６】本発明の多層情報記録媒体の実施形態における各記録層の最短マーク長構造を模式的に示す平面図
【図７】本発明の多層情報記録媒体の実施形態における記録層情報領域に関する構成例を示す説明図
【図８】本発明の多層情報記録媒体を記録するための情報記録装置の実施形態の構成を示すブロック図
【図９】一般的な差動プッシュプル法の説明図
【図１０】一般的な２層ＤＶＤ＋Ｒの構造の説明図
【図１１】従来の一般的な２層情報記録媒体と単層情報記録媒体との構造の説明図
【符号の説明】
【０１６３】
Ｌ１，…，Ｌｎ  記録層
Ｒ１，…，Ｒｎ  基板厚
Ｐ０，Ｐ１，…，Ｐｎ  各記録層のトラックピッチ
１０  多層情報記録媒体
２０  情報記録装置
２２  スピンドルモータ
２３  光ピックアップ装置
２６  制御回路
２８  信号処理回路
４０  ＣＰＵ
【図１】
2006012383.tif 000037
【図２−１】
2006012383.tif 000038
【図２−２】
2006012383.tif 000039
【図３−１】
2006012383.tif 000040
【図３−２】
2006012383.tif 000041
【図４】
2006012383.tif 000042
【図５−１】
2006012383.tif 000043
【図５−２】
2006012383.tif 000044
【図６】
2006012383.tif 000045
【図７】
2006012383.tif 000046
【図８】
2006012383.tif 000047
【図９】
2006012383.tif 000048
【図１０】
2006012383.tif 000049
【図１１】
2006012383.tif 000050